| 中文摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| CHAPTER 1 GENERAL INTRODUCTION | 第12-54页 |
| 1.1 ENERGY STORAGE DEVICES | 第12-13页 |
| 1.2 FUEL CELLS AND BATTERIES | 第13-14页 |
| 1.3 SUPERCAPACITORS | 第14-21页 |
| 1.3.1 Electrochemical double layer (ECDL) capacitor | 第16-17页 |
| 1.3.2 Helmholtz model | 第17-18页 |
| 1.3.3 Gouy-Chapman model | 第18页 |
| 1.3.4 Stern model | 第18-19页 |
| 1.3.5 Effective geometrical surface area | 第19-21页 |
| 1.4 PSEUDOCAPACITOR (PC) | 第21-24页 |
| 1.4.1 Underpotential deposition | 第22页 |
| 1.4.2 Redox pseudocapacitance | 第22-23页 |
| 1.4.3 Intercalation pseudocapacitance | 第23-24页 |
| 1.5 THEORETICAL BACKGROUND | 第24-39页 |
| 1.5.1 Cyclic voltammetry (CV) | 第24页 |
| 1.5.2 Cyclic voltammetry of ECDL capacitors. | 第24-25页 |
| 1.5.3 Cyclic voltammetry of pseudocapacitance | 第25-28页 |
| 1.5.4 Diffusion-controlled intercalation process | 第28页 |
| 1.5.5 Surface process only (ECDL capacitance and/or pseudocapacitor) | 第28页 |
| 1.5.6 Bulk process only (intercalation pseudocapacitor) | 第28-29页 |
| 1.5.7 Galvanostatic charge-discharge (GCD) | 第29-30页 |
| 1.5.8 Galvanostatic charge-discharge of ECDL supercapacitor. | 第30-31页 |
| 1.5.9 Galvanostatic charge-discharge (GCD) of pseudocapacitors | 第31-32页 |
| 1.5.10 Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) | 第32页 |
| 1.5.11 Transport of mass | 第32-34页 |
| 1.5.12 Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of interfacial ECDL capacitors | 第34-36页 |
| 1.5.13 Electrochemical impedance spectroscopy of PCs | 第36-38页 |
| 1.5.14 Energy density | 第38页 |
| 1.5.15 Power density | 第38-39页 |
| 1.6 CARBON MATERIALS FOR SUPERCAPACITORS | 第39-41页 |
| 1.7 ELECTROLYTES FOR SUPERCAPACITORS | 第41-44页 |
| 1.7.1 Aqueous electrolyte | 第41页 |
| 1.7.2 Organic electrolytes | 第41-42页 |
| 1.7.3 Ionic electrolytes | 第42页 |
| 1.7.4 Redox active electrolytes | 第42-43页 |
| 1.7.5 Redox additive-liquid electrolytes | 第43页 |
| 1.7.6 Redox active liquid electrolytes | 第43-44页 |
| 1.7.7 Redox additive-polymer gel electrolytes | 第44页 |
| 1.8 HYBRID SUPERCAPACITORS | 第44-45页 |
| 1.9 STRATEGIES TO IMPROVE THE PERFORMANCE OF SUPERCAPACITORS | 第45-50页 |
| 1.9.1 Increase of capacitance | 第46-48页 |
| 1.9.2 Increase of working voltage | 第48-49页 |
| 1.9.3 Asymmetric supercapacitor (ASC) | 第49-50页 |
| 1.10 OBJECTIVE AND MOTIVATION OF THE RESEARCH | 第50-52页 |
| 1.10.1 Problem statement and objectives | 第50-51页 |
| 1.10.2 Motivation | 第51-52页 |
| 1.11 SCOPE OF THE THESIS | 第52-54页 |
| CHAPTER 2 SYNTHESIS AND ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE OF BINDER-FREE SINGLE ELECTRODE OF SURFACE FUNCTIONALIZED POROUS CARBON IN REDOX-ELECTROLYTE | 第54-79页 |
| 2.1 INTRODUCTION | 第54-56页 |
| 2.2 SYNTHESIS OF POROUS CARBON | 第56-64页 |
| 2.2.1 Spray pyrolysis | 第57-59页 |
| 2.2.2 Ultrasonic spray pyrolysis | 第59页 |
| 2.2.3 Droplet formation | 第59-60页 |
| 2.2.4 Ultrasonic spray pyrolysis (USP) apparatus. | 第60-62页 |
| 2.2.5 Synthesis of surface functionalized porous carbon micro-spheres | 第62-64页 |
| 2.2.6 Preparation of electrodes | 第64页 |
| 2.3 STRUCTURAL CHARACTERIZATION | 第64-69页 |
| 2.3.1 Specific surface area and pores size distribution of PCMSs | 第64-65页 |
| 2.3.2 Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy | 第65页 |
| 2.3.3 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) of PCMSs | 第65-66页 |
| 2.3.4 Elemental analysis of PCMSs | 第66页 |
| 2.3.5 Scanning electron microscopic (SEM) | 第66页 |
| 2.3.6 Transmission electron microscopic (TEM) | 第66-68页 |
| 2.3.7 Energy dispersive spectroscopy (EDS) | 第68页 |
| 2.3.8 X-ray diffraction (XRD) patterns | 第68-69页 |
| 2.4 ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE | 第69-78页 |
| 2.4.1 Cyclic voltammetry | 第69-71页 |
| 2.4.2 Electrochemical impedance spectroscopy | 第71-74页 |
| 2.4.3 Galvanostatic Charge-discharge (GCD) and cycling performance | 第74-76页 |
| 2.4.4 Contribution of carbon fiber paper | 第76-78页 |
| 2.5 SUMMARY | 第78-79页 |
| CHAPTER 3 SYMMETRIC TWO ELECTRODE SUPERCAPACITOR IN REDOX-ELECTROLYTE | 第79-85页 |
| 3.1 INTRODUCTION | 第79-80页 |
| 3.2 PREPARATION OF SYMMETRIC SUPERCAPACITOR | 第80-81页 |
| 3.3 ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF TWO-ELECTRODES SUPERCAPACITOR | 第81-84页 |
| 3.3.1 Galvanostatic charge-discharge in two-electrodes setup | 第81-82页 |
| 3.3.2 Cycle life of two electrodes supercapacitor | 第82-83页 |
| 3.3.3 Cyclic voltammetry in two-electrodes supercapacitor | 第83-84页 |
| 3.4 SUMMARY | 第84-85页 |
| CHAPTER 4 FABRICATION AND ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE OF BINDER-FREE SYMMETRIC POROUS CARBON MICRO-SCALE SUPERCAPACITOR | 第85-113页 |
| 4.1 PREPARATION OF MICRO-SCALE SYMMETRIC SUPERCAPACITOR(MSC) | 第89-90页 |
| 4.1.1 Chip preparation and PCMSs attachment. | 第89-90页 |
| 4.1.2 Successful loading of PCMSs and preparation of symmetric micro-supercapacitor | 第90页 |
| 4.2 ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE | 第90-111页 |
| 4.2.1 Cyclic voltammetry | 第90-104页 |
| 4.2.2 Electrochemical impedance spectroscopy | 第104-107页 |
| 4.2.3 Galvanostatic charge-discharge (GCD) | 第107-110页 |
| 4.2.4 Rate capability | 第110页 |
| 4.2.5 Cycling performance | 第110-111页 |
| 4.3 SUMMARY | 第111-113页 |
| CHAPTER 5 CONCLUSIONS AND PROSPECTIVES | 第113-116页 |
| 5.1 CONCLUSIONS | 第113-114页 |
| 5.2 FUTURE PROSPECTIVES | 第114-116页 |
| REFERENCES | 第116-126页 |
| PUBLICATION LIST | 第126-128页 |
| SCIENTIFIC RESEARCH PROJECTS DURING THE STUDY PERIOD | 第128-129页 |
| ACKNOWLEDGEMENTS | 第129页 |
